一种极片及其制备方法、电池技术

本发明专利技术公开了一种极片及其制备方法、电池，包括集流体、MXene层和活性材料

【技术实现步骤摘要】
一种极片及其制备方法、电池


[0001]本专利技术涉及可循环电池
，尤其涉及一种极片及其制备方法、电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有轻便、可重复使用、电压高、无污染等优点，已广泛应用与数码、动力、储能等领域。正负极作为锂离子电池重要组成部分，其是将活性物质、粘结剂、导电剂以及相应溶剂匀浆混合后均匀涂覆在集流体上制作而成的。
[0003]上述正负极片的制作方法简便、高效，但活性材料层与集流体结合力弱，在制片或者循环中存在掉粉的问题。同时，活性材料层与集流体之间的结合差会增加接触内阻，从而影响电池的循环性能、倍率性能等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种极片及其制备方法、电池，增强活性材料层与集流体之间的结合力，防止掉粉，减小接触内阻，提高电池的循环性能、倍率性能等。
[0005]本专利技术公开了一种极片，包括集流体、MXene层和活性材料
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MXene层；MXene层包裹在集流体上，活性材料
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MXene层包裹在MXene层上；MXene层含有MXene材料，活性材料
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MXene层含有活性材料和MXene材料。
[0006]可选地，MXene层和活性材料
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MXene层总厚度为20～400μm。
[0007]本专利技术还公开了一种极片制备方法，用于制备如上的极片，包括步骤：
[0008]将MXene材料、粘结剂、溶剂按比例分散均匀，得到MXene浆料；r/>[0009]将MXene浆料涂覆在集流体上并干燥，形成MXene层；
[0010]将活性材料、MXene材料、导电剂、粘结剂、溶剂按比例分散均匀，得到活性浆料；
[0011]将活性材料浆料涂覆在MXene层上并干燥，形成活性材料
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MXene层，得到极片。
[0012]可选地，在MXene浆料中，按质量计，粘结剂含量为MXene材料含量的1～30％。
[0013]可选地，按质量计，MXene浆料的固含量为0.5～25％。
[0014]可选地，在活性浆料中，按质量计，MXene材料含量占0.01～2％。
[0015]可选地，MXene材料为Ti3C2、Ti2C、Nb4C3、Ta4C3、Ti3CN、V2C、V4C3、Mo2C、Nb2C、Cr2C、MoTi2C3、Ta2C、Mo2TiC3、Ti4N3、VNbC中的至少一种。
[0016]可选地，在MXene浆料中，粘结剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、丁苯橡胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、海藻酸钠、黄原胶、聚丙烯腈中的至少一种。
[0017]可选地，将MXene浆料涂覆在集流体上并干燥的步骤具体为：
[0018]在集流体双面皆涂覆上MXene浆料，MXene浆料的厚度为0.1～6μm。
[0019]本专利技术还公开了一种电池，包括电解液、隔膜以及如上的极片。
[0020]本专利技术的极片，先在集流体上包裹一层MXene层，再在MXene层上包裹一层活性材料
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MXene层，MXene层含有MXene材料，MXene层紧密地结合在集流体上，活性材料紧密地结合在MXene层上，从而增加活性材料和集流体之间的结合力，有效解决集流体和活性材料之
间的结合问题，同时又可以增加极片的导电性和离子传输通道，提高电池的循环性能、倍率性能等。进一步地，在活性材料中也加入MXene材料，既可以让活性材料
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MXene层与MXene层结合更加紧密，又可以使得自活性材料至集流体之间都存在MXene材料，进一步增加活性材料导电性和离子传输通道，提高电池的循环性能、倍率性能等。
附图说明
[0021]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0022]图1是本专利技术实施例极片的示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例电池循环400周的容量保持率曲线图。
[0024]其中，1、集流体；2、MXene层，3、活性材料
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MXene层。
具体实施方式
[0025]需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本专利技术可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
[0026]下面参考附图和可选的实施例对本专利技术作详细说明。
[0027]如图1所示，作为本专利技术的一实施例，公开了一种极片，包括集流体1、MXene层2和活性材料
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MXene层3；MXene层2包裹在集流体1上，活性材料
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MXene层3包裹在MXene层2上；MXene层2含有MXene材料，活性材料
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MXene层3含有活性材料和MXene材料。
[0028]本专利技术的极片，先在集流体1上包裹一层MXene层2，再在MXene层3上包裹一层活性材料
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MXene层3，MXene层2含有MXene材料，MXene层2紧密地结合在集流体1上，活性材料紧密地结合在MXene层2上，从而增加活性材料和集流体1之间的结合力，有效解决集流体1和活性材料之间的结合问题，同时又可以增加极片的导电性和离子传输通道，提高电池的循环性能、倍率性能等。进一步地，在活性材料中也加入MXene材料，既可以让活性材料
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MXene层3与MXene层2结合更加紧密，又可以使得自活性材料至集流体1之间都存在MXene材料，进一步增加活性材料导电性和离子传输通道，提高电池的循环性能、倍率性能等。
[0029]MXene材料是一种新型二维材料，具有优异的金属导电性、机械性能和电化学性能。第一性原理研究表明，沿着MXene基准面拉伸时，其弹性模量、弯曲强度显著高于相同厚度的多层石墨烯，力学性能更好。在作为储能材料时，由于MXene间距比石墨和少层石墨烯的层间距更大，更有利于离子的传输。MXene材料具有较好的亲水性，容易在水中分散，而常规碳材料如石墨烯具有既不亲水又不亲油的特征，分散过程中需要添加较多分散剂。另外，若采用纯的MXene涂覆，可以像石墨烯一样涂更薄，这样可以节省电池空间。
[0030]可选地，MXene层2和活性材料
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MXene层3总厚度为20～400μm，导电性能优越。
[0031]可选地，MXene层2还含有导电炭和粘结剂。导电炭可以进一步增加MXene层2的导电性能，粘结剂可以增加MXene层2结合力。具体地，导电碳相对于MXene材料成本更低，且导电碳包含二维片状材料石墨烯、线状材料碳纳米管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极片，其特征在于，包括集流体、MXene层和活性材料
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MXene层；所述MXene层包裹在所述集流体上，所述活性材料
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MXene层包裹在所述MXene层上；所述MXene层含有MXene材料，所述活性材料
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MXene层含有活性材料和MXene材料。2.如权利要求1所述的极片，其特征在于，所述MXene层和所述活性材料
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MXene层总厚度为20～400μm。3.一种极片制备方法，用于制备如权利要求1或2所述的极片，其特征在于，包括步骤：将MXene材料、粘结剂、溶剂按比例分散均匀，得到MXene浆料；将MXene浆料涂覆在集流体上并干燥，形成MXene层；将活性材料、MXene材料、导电剂、粘结剂、溶剂按比例分散均匀，得到活性浆料；将活性材料浆料涂覆在MXene层上并干燥，形成活性材料
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MXene层，得到极片。4.如权利要求3所述的极片制备方法，其特征在于，在所述MXene浆料中，按质量计，所述粘结剂含量为M...

【专利技术属性】
技术研发人员：何畅雷，张敏，胡大林，
申请(专利权)人：惠州市豪鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：